KAIST, 차세대 2차원 반도체 다기능 전자 소자 개발

이가영 교수팀, 양극성 구현…"맞춤형 반도체 제작 용이"

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 이가영 교수 연구팀이 양극성 반도체 특성을 가진 2차원 나노 반도체 기반의 다기능 전자 소자를 개발했다고 2일 밝혔다.

다기능 전자 소자는 기존 트랜지스터와 달리 전압에 따라 기능을 변환할 수 있다.

이 교수팀은 채널 하부에 전극을 배치하고 금속·반도체 접합 특성을 개선해 음(N)전하를 띠는 전자와 양(P)전하를 띠는 정공 모두 선택적으로 흐르게 할 수 있는 양극성 특성을 구현하는 데 성공했다.

이를 통해 전류의 켜짐·꺼짐 비율을 대폭 높일 뿐만 아니라 양극성 트랜지스터, N형 트랜지스터, 다이오드, 광 감지 소자로 다기능 변조가 가능한 이황화 몰리브덴(MoS2) 전자 소자를 개발했다.

기존 실리콘 반도체보다 성능이 뛰어난 이황화 몰리브덴은 층상 구조의 2차원 반도체 나노 소재로, 전자가 흐르는 N형 반도체 특성을 가지면서 대기에서 안정적이다.

실리콘 반도체는 미세화될수록 성능이 저하되지만, 이황화 몰리브덴은 그런 문제가 적어 차세대 반도체로의 연구가 활발하다.

이가영 교수는 "이번에 개발한 신개념 전자 소자는 주어진 전압 특성에 따라 다양한 기능을 수행하면서도 각 기능의 성능이 우수하다"며 "현재 수요가 급증하는 맞춤형 반도체 제작 및 공정 전환을 쉽게 하고 단일 칩 시스템 소형화에도 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제 학술지 'ACS 나노(Nano)'에 지난달 26일 온라인 게재됐다.

jchu2000@yna.co.kr

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